Унікальні вітряки, які виробляють електроенергію навіть при слабкому вітрі – результат роботи українського вченого, доктора технічних наук Олексія Оніпко. Особливістю ветроротор його конструкції є незвичайна форма, яка забезпечує високу ефективність, одночасно роблячи роботу пристрою практично нечутно.
У традиційних вітрогенераторах застосовуються різні лопаті, в своєму ж вітряк, Оніпко відмовився від такого рішення – замість них вчений пропонує використовувати об’ємні спіралі, які мають різний діаметр і можуть встановлюватися на різній висоті. Така висока продуктивність стала результатом незвичайної форми, яку сам учений називає «природною» . Даний ротор здатний генерувати електроенергію навіть при невеликих подувах вітру, тоді як лопатеві вітряки при таких умовах залишаються в бездіяльності.
Щоб наочно продемонструвати переваги нової розробки, вчений поруч встановив традиційний вітряк і свій вітроротор. В ході роботи обох пристроїв при сильному вітрі, лопатева установка виробляла створюала величезний шум і повністю зупинялася при малій швидкості вітру, тоді як вітряк Оніпко працював безперебійно, створюючи мінімум шуму.
За свій винахід український учений отримав масу нагород і призів, у числі яких: медаль Леонарда да Вінчі, вручена Асоціацією Європейських винахідників “AEI”, Премія «Зелений Оскар, присуджена Міжнародною федерацією асоціації винахідників (IFIA), Диплом учасника виставки« GREENEXPO / Альтернативна енергетика »і десятки інших.
Над розробкою настільки ефективної форми вчений працював десять років, а починав він майструвати разом з трьома онуками і сусідами-ентузіастами. Процес виготовлення роторів не складний, однак потрібно дотримуватися точність. За його словами, навіть незначні відхилення в розмірах призводять до суттєвих втрат ефективності – зниження до 30% при помилці в районі 5 мм.
Для тестування пристрою Оніпко створив посеред майстерні аеродинамічну трубу, яка розганяє вітер до 15 метрів в секунду, а для наочності в ній використовуються прозорі моделі. Після багаторічних сумнівів європейці повірили, оцінили і безпеку для птахів і безшумну роботу, яка дає можливість встановлювати вітряки в містах на дахах житлових будинків і балконів.
Олексій Оніпко зазначає, що його ротором цікавляться іноземці: крім європейських країн, вченого недавно відвідали колеги з Естонії, Казахстану і Азербайджану, а в планах на найближчі дні – делегація з Італії. Більше інших винаходом цікавляться німці. З ними українець домовився так: за право використовувати його вітряк в Європі, вони повинні побудувати завод з його виробництва в Україні.
Інженер нарікає на те, що в Україні його розробка нікому не потрібна, проте не перестає шукати інвесторів і сподівається в свої 74 роки все-таки побачити серійне виробництво «Ротора Оніпко» на рідній землі.
Переваги і характеристики ветроротор Оніпко
- Великий діапазон потужності від 50Вт до 10Квт.
- Пристосованість пристрою до різної швидкості т напряму вітру.
- Безшумність.
- Високий коефіцієнт перетворення вітрової енергії в електричну.
- Відсутність необхідності у щоглі.
- Працює при швидкості вітру від 0,1 до 20 м/с
- Поверхня ротора значно ефективніша ніж у звичайних вітрогенераторів
- Ротор Онипко використовує окрім сили вітру також його тиск
- Турбіна ротора може виготовлятися з металу, композиту або пластмаси.
Як вдалося отримати обертання ротора при малих швидкостях вітру?
Вітер, це дуже не стабільне в часі явище природи і щоб максимально відібрати у нього енергію потрібно мати турбіну ідеальної геометричної форми.
Форма турбіни «Ротора Оніпко» була задумана так, щоб забрати абсолютно все, що дає вітер. І остаточна його доведення проводилася в АТ. Оригінальність цієї форми ротора саме в тому, що він починає обертатися при швидкості вітру від 0,1 м / с. Величина енергії вітру при цьому дуже маленька і щоб використовувати енергію вітру при такій швидкості, потрібен тихохідний генератор з малим стартовим крутним моментом.
Генераторів з такими параметрами не було, тому, паралельно з турбіною в нашій лабораторії було розроблено тихохідний генератор без металевих сердечників відповідають таким вимогам. Цей генератор, як і турбіна, запатентовані.
Для обертання без навантаження розробленого генератора не потрібно докладати ніяких зусиль. Якщо для початку обертання звичайних генераторів струму потрібні зусилля, близько 0,5 нм (Ньютон метрів), то у генератора Оніпко – 0,001 нм. Розроблений генератор багатофазний з ккд 0,98.
Вітер дме, ротор обертається, генератор дає струм і все?
Ротор Оніпко – це свого роду система, призначена для перетворення малих обсягів енергії вітру в електричну і складається з чотирьох основних блоків.
- Ротор
- Генератор
- Електронний блок управління
- Акумулятори з інвертором
Якщо з 1, 2 і 4 блоками зрозуміло, то навіщо потрібен електронний блок?
Даний ротор відбирає максимум енергії при будь-якій швидкості вітру але при цьому є і проблема пов’язана зі зміною частоти і амплітуди напруги одержуваної на виході генератора. В електронному блоці з багатофазною напругою генератора з низькою не постійною частотою формується напруга високої частоти 50 кГц – 100 кГц, а потім стабілізується, випрямляється і відповідним чином регулюється для зарядки акумуляторної батареї.
Після акумуляторної батареї напруга за допомогою інвертора перетворюється в стандартне синусоїдальну напругу 220 вольт і частотою 50 Гц. Власне такий шлях перетворення дозволяє використовувати максимум вироблюваної електричної енергії для накопичення і використання. Електричний струм для зарядки акумулятора починає надходити при найнижчих оборотах ротора від 10 об / хв і до номіналу 150 об / хв.
Даному винаходу не страшний ніякий вітер, навіть шторм. Головне, щоб витримала натиск вітру конструкція, на якій встановлений вітрогенератор.
Потужність вітру не можна перевершити. Закон збереження енергії діє. В аеродинамічній трубі ми випробували свою машину з діаметром ротора 2,88 м і отримали наступні результати при швидкості вітру 10 м / с.
Результати випробовувань:
- Розрахункова кінетична енергія вітру – 3,9 кВт;
- Теоретична можлива потужність з урахуванням критерію Бетца, вироблена ВГ – 2,4 кВт;
- Фактична потужність, отримана на нашій машині – 1,9 кВт;
- ККД – 0,79.
При зниженні швидкості вітру генерована потужність падає. Чудес в перетворенні енергії не буває. Справа в іншому. Який би не був вітер, вітрогенератор виробляє електричний струм і накопичує його в акумуляторній батареї.
